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Methodenartikel

Expression von exogenem Cytokin in Patient-abgeleiteten Xenotransplantaten über Injektion mit einer Cytokin-transduzierten Stromzelllinie

9K Aufrufe

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DOI:

10.3791/55384

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10. Mai 2017

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In diesem Artikel

Zusammenfassung

Hier beschrieben ist eine Methode zur Herstellung von exogenem Cytokin in Patienten-abgeleiteten Xenotransplantat (PDX) -Mäusen über eine wöchentliche intraperitoneale Injektion einer Cytokin-transduzierten Stromazellenlinie. Diese Methode erweitert den Nutzen von PDX und bietet die Möglichkeit für transiente oder nachhaltige exogene Cytokin-Zustellung in einer Vielzahl von PDX-Modellen.

Zusammenfassung

Patient-abgeleitete Xenotransplantat (PDX) -Mäuse werden durch Transplantation von menschlichen Zellen in immundefiziente Mäuse produziert. Diese Modelle sind ein wichtiges Instrument für das Studium der Mechanismen der normalen und malignen Hämatopoese und sind der Goldstandard für die Identifizierung effektiver Chemotherapien für viele Malignome. PDX-Modelle sind möglich, weil viele der Maus-Zytokine auch auf menschliche Zellen wirken. Allerdings ist dies nicht der Fall für alle Zytokine, darunter viele, die für das Studium der normalen und malignen Hämatopoese in menschlichen Zellen kritisch sind. Techniken, die Mäuse zur Herstellung von menschlichen Zytokinen (transgene und knock-in Modelle) erfordern, erfordern erhebliche Kosten, bevor die Nützlichkeit des Modells nachgewiesen wurde. Andere Techniken sind arbeitsintensiv (Injektion von rekombinantem Cytokin oder Lentivirus) und erfordern in manchen Fällen ein hohes Maß an technischem Fachwissen (hydrodynamische Injektion von DNA). Dieser Bericht beschreibt eine einfache Methode zur Erzeugung von PDX-Mäusen, die exogenes menschliches Cy habenTokine (TSLP, thymic stromal lymphopoietin) über wöchentliche intraperitoneale Injektion von Stroma, die transduziert wurden, um dieses Zytokin zu überexprimieren. Die Verwendung dieser Methode liefert eine in vivo Quelle der kontinuierlichen Zytokinproduktion, die physiologische Konzentrationen von zirkulierendem menschlichem Zytokin in der Maus erreicht. Die Plasmaspiegel des menschlichen Zytokins können auf der Grundlage der Anzahl der injizierten Stromazellen variiert werden, und die Zytokinproduktion kann an jedem Punkt des Experiments initiiert werden. Diese Methode umfasst auch Cytokin-negative Kontrollmäuse, die in ähnlicher Weise produziert werden, aber durch intraperitoneale Injektion von Stroma, die mit einem Kontrollvektor transduziert wird. Wir haben zuvor gezeigt, dass Leukämiezellen, die aus TSLP-exprimierendem PDX gewonnen wurden, im Vergleich zu Kontroll-PDX ein Genexpressionsmuster mehr wie die ursprüngliche Patientenprobe aufweisen. Gemeinsam bilden die durch diese Methode hergestellten Cytokin-produzierenden und zytokin-negativen PDX-Mäuse ein Modellsystem, das wir erfolgreich eingesetzt habenRolle der TSLP bei normaler und malignen Hämatopoese.

Einleitung

Patient-abgeleitete Xenotransplantate (PDX) sind ein leistungsfähiges In-vivo- Modell für das Studium der Produktion von normalen und malignen hämatopoetischen Zellen in einer "nativen" Säugetierumgebung. Am häufigsten werden PDX durch Injektion oder Verpflanzung menschlicher Zellen in immundefiziente Mäuse produziert. Die Produktion von PDX mit normalen menschlichen hämatopoetischen Stammzellen ermöglicht in vivo Studien über normales menschliches Blut und Immunzellenentwicklung. PDX, hergestellt aus Leukämie oder anderen Krebszellen, ermöglicht es, onkogene Mechanismen zu untersuchen und wirksame Therapien im Kontext der genetischen Landschaften u....

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Protokoll

Studien wurden in Übereinstimmung mit Loma Linda University's Institutional Animal Care und Use Committee (IACUC) und Institutional Review Board (IRB) genehmigt Protokolle und nach allen Bundesrichtlinien durchgeführt.

ACHTUNG: PDX und menschliches Gewebe sollten nach Sicherheitsverfahren behandelt werden, um die Übertragung von Blut übertragenen Krankheitserregern zu verhindern.

1. Kultur und Erweiterung von Cytokin-transduzierten Stromzellen

ANMERKUNG: Jedes Mal, wenn Stroma passagiert sind, ernten Sie den Kulturüberstand (1 ml Aliquot) und lag bei -80 ° C für die zukünft....

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Ergebnisse

Eine Übersicht über das Modell ist in Abbildung 1 dargestellt . Sobald Cytokin-produzierende (TSLP + Stroma) und Kontrollstroma erhalten wurden, werden sie in Kultur expandiert. Vor der Stroma-Injektion in Mäuse wird der stromale Zellüberstand durch ELISA zur Überprüfung der Zytokinproduktion (Abbildung 2 ) und der Phospho-Flow-Zytometrie (Protokoll Nr. 3) beurteilt, um die Aktivität des durch das Stroma erzeugten Zytokins zu verifizieren. Der Überstand .......

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Diskussion

Dieses Manuskript beschreibt eine einfache, schnelle und relativ kostengünstige Methode zur Herstellung von PDX, um exogenes menschliches Zytokin auszudrücken. Die hier beschriebene Strategie basiert auf wöchentlichen intraperitonealen Injektionen einer Stromazelle, die transduziert wurden, um das menschliche Cytokin, TSLP, zu exprimieren. Vor der Durchführung der hier beschriebenen Verfahren wurden Stroma entwickelt, um hohe Konzentrationen des Cytokins von Interesse (TSLP) und ähnlich entwickelten Kontrollstroma zu ex.......

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Danksagungen

Diese Arbeit wurde unterstützt von NIH R21CA162259, NIH R01CA209829, NIH P20 MD006988, NIH 2R25 GM060507, einem Hyundai Hope on Wheels Scholar Hope Grant Grant, dem Department of Pathology and Human Anatomy, dem Department of Basic Sciences und dem Center for Health Disparities and Molecular Medicine an der Loma Linda University School of Medicine und durch ein Stipendium zur Förderung kollaborativer und translationaler Forschung von der Loma Linda University (KJP). Der Inhalt liegt ausschließlich in der Verantwortung der Autoren und gibt nicht unbedingt die offizielle Meinung der NIH wieder.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Nasslaborreagenzien 
T-25 Nunc Mit Zellkulturen behandelte EasYFlaskas, 7 mL Fassungsvermögen,   25 cm² KulturbereichThermo Scientific / Fisher156367
T-75 Falcon Tissue Culture Treated Flask, 250 mL Kapazität, 75 cm² Kulturbereich & belüfteteKappe Corning Inc. / Fisher353136
T-150 Falcon Kolben mit Gewebekultur, 600 mL Fassungsvermögen, 150 cm² Kulturbereich & belüftete KappeCorning Inc. / Fisher355001 10 mL
serologische PipettenFalcon357551
15 mL konische Röhrchen aus PolypropylenFisher05-539-12
5 mL konische Polystyrolröhrchen mit rundem BodenFalcon352054
konische Röhrchen aus Polypropylen 50 mLFalcon352098
2,0 mL Kryoröhrchen, AußengewindeCorning Inc. / Fisher4230659
1 mL PipettenspitzenFisher2707509
200 μ L Pipettenspitzen Denville ScientificP3020-CPS
10 μ L PipettenspitzenDenville ScientificP-1096-CP
Sterile Einweg-Filtereinheiten mit SFCA-Membran, Nalgene Rapid-FlowFisher09-740-28D
2 NH2SO4  BioLegend423001
Dulbecco" s phosphatgepufferte Kochsalzlösung (PBS) ohne Calicium und Magnesium, 1-fach;Corning cellgro/ Mediatech21-031-CV
Human TSLP ELISA Max Deluxe SetBioLegend434204
3% Essigsäure mit MethylenblauStemcell Technologies7060
Trypan BlueCorning25-900-Cl
"Trypsin" 1x 0,25 % Trypsin 2,21 mM EDTA in HBSSThermoFisher25-053
TWEEN 20 BioXtraSigma-AldrichP-7949
" R10" Zellkulturmedium, % des Gesamtvolumens (ergibt 565 mL)--Lab Recipe
RPMI, 88,5% (500 mL) Mediatech10-040-CV   
FBS, 9,9% (56 mL) Mediatech35-011-CV
L-Glutamin, 0,99% (5,6 mL)Mediatech25-005-Cl
Penicillin-Streptomycin, 0,50% (2,8 mL)Mediatech30-002-Cl
2-Mercaptoethanol, 0,10% (560 & Mikro; L) MP190242
" R20" Zellkulturmedium, % des Gesamtvolumens (ergibt 195 ml)--Laborrezept
        RPMI, 76,84% (150  mL)siehe obensiehe oben
        FBS, 20,49% (40 mL)siehe obensiehe oben
        2 mM L-Glutamin, 1,02% (2 mL)siehe obensiehe oben
        1 mM Na Pyruvat, 1,02% (2 mL )siehe obensiehe oben
        Penicillin-Streptomycin,  0,51% (1 ml)siehe obensiehe oben
        2-Mercaptoethanol, 0,10 % (0,1 M),  0,10% (200 &Mikro; L)siehe obensiehe oben
" Gefriermedium", % des Gesamtvolumens-Lab Rezept
" R10" mittel, 45%siehe "R10"Rezept-FBS
, 20%siehe oben35-011-CV
DMSO, 10%Corning25-950-CQC
D(-)(+)-Trehalose-Dihydrat, 5%Fisher ScientificBP2687-100
NameCompany>Catolog Number Kommentare
Biologics 
"HS-27" HS-27A humane StromalinieATCCCRL-2496
"CALL-4" MHH-CALL-4 Zelllinie, humane B-Zell-Vorstufe LeukämieDSMZACC 337
" NSG-Mäuse" NICKEN. Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ, männlich oder weiblich, 6 Jahre – 8 WochenJAX Mäuse # 005557
MUTZ-5-Zelllinie, humane B-Zell-Vorläufer-LeukämieDSMZACC 490
Rekombinantes humanes TSLP-ProteinR& D Systems1398-TS-010
Name<>CompanyCatolog NumberComments
Flow Cytomery Antikörper (Klon)*
Anti-Maus CD45 FITC (30F11)Miltenyi Biotec130-102-778
CD127 PE (MB15-18C9) (alternativer Name ist IL-7Rα)Miltenyi Biotec130-098-094
CD34 APC (8G12)BD Biosciences340667
CD45 PE-Cy7  (HI30)eBioscience25-0459
"FVD" Fixierbarer Viabilitätsfarbstoff  eFluor 780 eBioscience65-0865
Ig & Kappa; Leichtmetallkette FITC  (G20-193)BD Pharmingen555791
Ig & Lambda Leichtkette FITC (JDC-12)BD Pharmingen561379
IgD PE (IA6-2)BioLegend348203
IgM PE-Cy5 (G20-127)BD Biosciences551079
pSTAT5 PE,  Maus Anti-STAT5 (pY694)BD PhosphoFlow612567
Name CompanyCatolog Number<strong>Comments
Sonstige Materialien & Ausrüstung 
Implantierbarer NanoTransponder mit KanüleTrovan ID-100B(1.25)
EMLA Lidocain-Anästhesiecreme (durch Rezept über eine Tierpflegeeinrichtung erhalten)VerschreibungBD
½ cc LO-DOSE U-100 Insulinspritze 28G½  BD#329461
BD Microtainer-Röhrchen mit K2EDTABD #365974
ZentrifugeBeckman CoulterAlegra X-15R 
FisherBrand Kapillarröhrchen (heparinisiert)Fisher Scientific22-260-950
HämozytometerFisher02-671-6
MACSQuant Analyzer 10Miltenyi Biotec130-096-343
Maus-Pie-KäfigBraintree Scientific, Inc.MPC-1
Mausschwanz-Illuminator HalterungBraintree Scientific, Inc.MTI STD
Pistolengriff ImplanterTrovan IM-300(1.25)
&Mikro; Quant Bio-Tek Instruments Inc.MQX200
FlowJo Durchflusszytometrie-AnalysesoftwareFlowJo, LLCVersion 10
*Alle Antikörper sind, sofern nicht anders angegeben, gegen den Menschen.
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Referenzen

  1. Francis, O. L., Milford, T. A., Beldiman, C., Payne, K. J. Fine-tuning patient-derived xenograft models for precision medicine approaches in leukemia. J Investig Med. 64 (3), 740-744 (2016).
  2. Parrish, Y. K., et al.

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Nachdrucke und Genehmigungen

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